IV. TRÍCH LY BẰNG DUNG MÔI:
4.2. Giới thiệu về dung môi:
Chọn dung môi là một ván đề quan trọng để thực hiện quá trình trích ly. Người ta thường dựa vào những tiêu chí sau đây để chọn dung môi.
o Dung môi có khả năng hòa tan chọn lọc, tức cấu tử cần thu nhận trong mẫu nguyên liệu có độ hòa tan cao trong dung môi. Ngược lại, các cấu tử khác có trong mẫu nguyên liệu cấn trích ly thì không hòa tan được trong dung môi hoặc có độ hòa tan kém.
o Dung môi phải trơ với các cấu tử có trong dung dịch trích ly.
o Dung môi không gây hiện tượng ăn mòn thiêt bị, khó cháy và không độc với người sử dụng
o Dung môi có giá thành thấp, dễ tìm, các nhà sản xuất có thể thu hồi dung môi sau quá trình trích ly để tái sử dụng.
GVBM: Trần Trọng Vũ 2012
Các quá trình phân riêng
Nhóm 4 D09_TP01 Page 29
Bảng 4.1: Dung môi sử dụng trích ly các thành phần thực phẩm:
Thực phẩm Dung môi Nộng độ chất tan
cuối
Nhiệt độ ( oC) Café chưa tách
cafein
Carbon dioxide siêu tới hạn, nước hoặc methylene chloride,
N/A 30-50 (CO2)
Gan cá, các sp phụ từ thịt
Acetone hay ethyl ether
N/A 30-50
Trích ly hoa bia CO2 siêu tới hạn N/A <100-180
Café hòa tan Nước 25-30 70-90
Trà hòa tan Nước 2,5-5 N/A
Dầu oliu Carbon disulphide N/A
Hạt, đậu và các hạt chứa dầu Hexane, heptane hay cyclohexene N/A 63-70 (hexane) 90-99(heptane) 71-85(cyclohexane)
Củ cải đường Nước Gần bằng 15 55-85
Nhiều loại dung môi thương mại được sử dụng để triếc tách các thành phần của thực phẩm đều được trình bày ở bảng 4.1. Sự trích ly sử dụng dung môi là nước ( lọc ) có được những ưu điểm trước mắt là chi phí thấp và an toàn, thường được sử dụng trong việc trích ly đường , trà và café.... Để trích ly dầu và chất béo đòi hỏi một dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, dung môi hữu cơ là những chất rất dể cháy nên cần phải có sự chú ý cẩn trọng cả việc vận hành các thiết bị và kiểm tra thiết bị thường xuyên, đảm bảo thiết bị đã được khóa van chặt chẽ và cần có các thiết bị chống tia lủa điện.
Carbon dioxide siêu tới hạn được tìm thấy ngày càng rộng rãi trong các ứng dụng loại bỏ caffeine từ trà và café và ứng dụng trích ly hoa bia trong sản xuất bia (Grader 1982). Nó còn được sử dụng để trích ly và cô đặc các thành phần hương vị tứ các loại trái cây và các loại hương liệu ( bao gồm hạt tiêu, đinh hương và gừng…) và đặc biệt hơn là các loại tinh dầu từ họ nhà cây có múi, hàng loạt các loại hạt và hạt giống. Sự kết hợp của phương pháp trích ly bằng carbon siêu tới hạn và phương pháp đùn sẽ tạo ra một dòng sản phẩm mới cho bữa sáng bằng ngủ cốc, sản phẩm mì ống, và bánh kẹo được mô tả bởi Rizvi và cộng sự ( 1995). Gaehrs (1990) .
GVBM: Trần Trọng Vũ 2012
Các quá trình phân riêng
Nhóm 4 D09_TP01 Page 30
Sự siêu tới hạn xuất phát sinh từ nhiệt độ và áp suất tới hạn thể hiện trên giản đồ nhiệt dộ- áp suất của CO2( hình 4.1 ). Khu vực siêu tới hạn cho carbon dioxide là khi nó nằm trên đường áp suất tới hạn ( 73,8 bar) và nằm bên phải đường nhiệt độ tới hạn ( 31o
C ) (Brogle, 1982). Ở trạng thái siêu tới hạn, giống như một dung môi, nó hoạt động như một chất lỏng và khuếch tán dễ dàng như một chất khí. Nó có ưu điểm là dễ bay hơi và tách các các chất tan một cách dễ dàng và không để lại dư lượng trong thực phẩm. Nó còn là chất không dễ cháy, không độc hại, ức chế vi khuẩn và chi phí thấp. Nó được sử dụng dưới điều kiện gần điểm tới hạn ( near- critical fluid hay NCF) cho các ứng dụng de-odourising hay cho các chất tan có khả năng hòa tan cao. Cho công việc trích ly được hoàn thiện hơn hay các ứng dụng có liên quan đến các chất tan ít có khả năng hòa tan, nó được sử dụng ở nhiệt độ và áp suất cao hơn ( Rizvi và các cộng sự. 1986). Giới hạn trên cho nhiệt độ hoạt động là sự nhạy cảm bởi nhiệt của các thành phần thực phẩm và giới hạn trên chi phí cho thiết bị áp suất (khoảng 40 MPa).
Hình 4.1: Giản đồ áp suất- nhiệt độ cho carbon dioxide
TP= ngã ba phân cách, , CP=điểm tới hạn, Pc= điểm áp suất tới hạn( 73.8 bar), TC= nhiệt dộ tới hạn ( 31, 06oC).
GVBM: Trần Trọng Vũ 2012
Các quá trình phân riêng
Nhóm 4 D09_TP01 Page 31